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gridMathematica

Technical Computing mit Multicore-Technologie und Rechenclustern

Einführung | Beschleunigung von Prozessen | Features| Systemvoraussetzungen |
Screencasts | Weitere Informationen |

Was ist gridMathematica?

gridMathematica führt Mathematica, die weltweit führende Umgebung für technische Berechnungen mit modernen Rechenclustern und -netzen zusammen, um den Herausforderungen in der Mathematik, in Ingenieur- und Naturwissenschaften und in den Finanzwissenschaften zu begegnen. gridMathematica setzt die Mathematica-Technologie, die ursprünglich für Single-Prozessor-Maschinen entwickelt wurde, für komplexe Berechnungen mit hohem Datenaufkommen auf Clustern, Multiprozessormaschinen und Rechnernetzen um.

gridMathematica bietet einen schnellen Zugriff auf die Vorbereitung und Ausführung komplexer Berechnungen. Es verfügt über eine hochstehende Programmiersprache, eine große Sammlung schneller und verlässlicher mathematischer Algorithmen und benutzerfreundliche Konstrukte für das parallele Programmieren.

Typische Anwendungsbereiche von gridMathematica können in der Bioinformatik, der Verarbeitung und Analyse großer Datensätze, dem Data Mining und großen Berechnungen in der Physik, der Mathematik und den Life Sciences gesehen werden.

Lizenzierung

gridMathematica ist in unterschiedlichen Varianten verfügbar und benötigt immer Mathematica 7 als Basis.

gridMathematica 7 local: als 4 x Mathematica-Compute-Kernel Erweiterung zu einer Mathematica 7 Einzelplatzlizenz. Es ist das ideale Werkzeug für "Power-User" mit Multicore-Rechnern.

gridMathematica 7 Server: erweitert eine bestehende Mathematica 7 Netzwerklizenz um einen netzwerkgesteuerten Pool an 16 x Compute-Kernels. gridMathematica Server ist in der Lage, seine Compute-Kernels sowohl auf die lokalen Rechnern (CPUs) einzelner Netzwerknutzer zu verteilen, als auch auf Remote-Hardware um die Rechenpower von Multicore-Rechnern voll auszunutzen.

Wolfram Lightweight Grid Manager ( "Cloudcomputing"): Diese Erweiterung steuert und kontrolliert den Einsatz von Mathematica-Berechnungen auf Remote-Hardware. Wolfram Lightweight Grid Manager wird eingesetzt um High-Performance-Cluster zu kontrollieren oder um Ad-Hoc-Rechengrids von "verfügbaren" Netzwerkrechnern aufzubauen und Berechnungen durchzuführen. Es ist in gridMathematica Server integriert und ein Bestandteil des Premier Service bei Mathematica-Lizenzen.

Beschleunigung von Prozessen mit gridMathematica

gridMathematica implementiert zahlreiche Primitive der Parallelprogrammierung und enthält höhere Kommandos für die parallele Ausführung von Matrixoperationen, Plotting u.v.a. gridMathematica wird mit Beispielapplikationen zahlreicher neuer populärer Programmieransätze, wie z. B. der parallelen Monte-Carlo-Simulation, Visualisierung, Datensuche und -optimierung ausgeliefert. Die Implementierung für alle höheren Kommandos zur Parallelverarbeitung sind als Mathematica-Sourcen enthalten, können also als Vorlagen für den Benutzer dienen, um eigene Parallelprogramme zu entwickeln.

Mit gridMathematica können jedoch nicht alle Berechnungen beschleunigt werden. Operationen wie "Integrate" oder "DSolve" wurden für die Verwendung auf einem Single-Prozessor-Rechner konzipiert. Eine Beschleunigung dieser Berechnungen kann dennoch erreicht werden, indem verschiedene “slave kernels”, d. h. untergeordneten Kernel im Netzwerk, die einzelnen Kalkulationen abarbeiten, anstatt sie durch einen Kernel sequentiell nacheinander zu berechnen.

Features

gridMathematica bietet folgende Funktionen für parallele Berechnungen:

• Verteilten Speicher
• Master/Slave Parallelisierung
• Maschinenunabhängige Implementierung
• Quellcode für alle höheren Befehle
• Interkernel-Kommunikation mit MathLink
• Unterstützung für Multiprozessor-Rechner, heterogene Netzwerke, LAN und WAN
• Unterstützung von zeitgesteuerten virtuellen Prozessen oder Verteilung von Prozessen auf verfügbare Rechner
• Unterstützung von virtuellem gemeinsamem Speicher
• Unterstützung von Synchronisation, Locking und Latency Hiding
• Unterstützung von Prozess-Warteschleifen und Gleichzeitigkeit
• Unterstützung von paralleler funktionaler Programmierung
• Unterstützung von Fehlerbeseitigung und automatischer Neuordnung totgelaufener Prozesse
• Parallel Debugging und Profiling mit Wolfram Workbench.

Systemvoraussetzungen von gridMathematica

gridMathematica ist unter Windows, Mac OS X, Linux und Unix verfügbar. Weitere Informationen entnehmen Sie bitte der Verfügbarkeitsliste von Mathematica. Computer innerhalb eines Rechenclusters müssen nicht mit demselben Betriebssystem arbeiten. Die Rechner eines Clusters müssen dann über TCP/IP vernetzt sein.

Weitere Anforderungen: Der Benutzer muß Mathematica auf den Rechnern im Cluster starten können, üblicherweise über RSH, REXEC oder SSH.

gridMathematica unterstützt desweitern gleichwertige and unheitliche Windows, Linux, Unix, und Mac OS X Cluster.

• Mathematica Systemvoraussetzungen

• Benötigt: TCP/IP
• Benötigt: Ethernet, Gigabit Ethernet, und Firewire (IEEE 1394)
• Unterstützt auch: Myrinet, Infiniband, Quadratrics

Screencasts

Parallel Computing in Mathematica David Morrison (06:13)

Using the Wolfram Lightweight Grid System Jon McLoone (02:30)

Weitere Informationen

• Laden Sie hier das aktuelle Datenblatt zu gridMathematica (PDF, 1,7 MB) herunter.
• Fragen und Antworten zu gridMathematica auf den Seiten des Herstellers.
• gridMathematica Online-Dokumentation auf den Seiten von Wolfram Research.

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